Десмин
ПРИНАДЛЕЖАЩИЙ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Идентификаторы | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Псевдонимы | DES , CSM1, CSM2, LGMD2R, десмин, LGMD1D, CMD1F, CDCD3, LGMD1E | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Внешние идентификаторы | Опустить : 125660 ; МГИ : 94885 ; Гомологен : 56469 ; Генные карты : DES ; ОМА : DES – ортологи | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Викиданные | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Десмин — это белок , который у человека кодируется DES геном . [5] [6] Десмин представляет собой специфическую для мышц промежуточную нить III типа. [7] который объединяет сарколемму , Z-диск и ядерную мембрану в саркомеры и регулирует архитектуру саркомеров. [8] [9]
Структура
[ редактировать ]Десмин представляет собой белок массой 53,5 кДа, состоящий из 470 аминокислот, кодируемый геном DES человека , расположенным на длинном плече хромосомы 2 . [10] [11] Белок десмин имеет три основных домена: консервативный стержень альфа-спирали , переменную головку не-альфа-спирали и карбокси-концевой хвост. [12] Десмин, как и все промежуточные нити , при сборке не проявляет полярности. [12] Палочковый домен состоит из 308 аминокислот с параллельными альфа-спиральными димерами и тремя линкерами, разрушающими его. [12] Домен стержня соединяется с головным доменом. Головной домен, состоящий из 84 аминокислот с множеством аргинина, серина и ароматических остатков, важен для сборки филаментов и димер-димерных взаимодействий. [12] Хвостовой домен отвечает за интеграцию филаментов и взаимодействие с белками и органеллами. Десмин экспрессируется только у позвоночных, однако гомологичные белки обнаружены у многих организмов. [12] Десмин является субъединицей промежуточных филаментов сердечной мышцы , скелетных мышц и гладкой мышечной ткани. [13] В сердечной мышце десмин присутствует в Z-дисках и вставочных дисках . Было показано, что десмин взаимодействует с десмоплакином. [14] и αB-кристаллин . [15]
Функция
[ редактировать ]Десмин был впервые описан в 1976 году. [16] впервые очищен в 1977 году, [17] ген , был клонирован в 1989 году [6] а первая мышь-нокаут была создана в 1996 году. [18] Функция десмина была установлена в ходе исследований на нокаутных мышах. Десмин является одним из самых ранних белковых маркеров мышечной ткани в эмбриогенезе, поскольку он обнаруживается в сомитах . [12] Хотя он присутствует на ранних стадиях развития мышечных клеток, он экспрессируется только на низких уровнях и увеличивается по мере приближения клетки к терминальной дифференцировке. Подобный белок, виментин , присутствует в больших количествах во время эмбриогенеза, тогда как десмин присутствует в больших количествах после дифференцировки. Это предполагает, что между ними может существовать некоторое взаимодействие при определении дифференциации мышечных клеток. Однако мыши с нокаутом десмина развиваются нормально, а дефекты возникают только в более позднем возрасте. [13] Поскольку десмин экспрессируется на низком уровне во время дифференцировки, другой белок может быть способен компенсировать функцию десмина на ранних стадиях развития, но не позже. [19]
У взрослых мышей с нулевым десмином в сердцах 10-недельных животных наблюдались резкие изменения в мышечной архитектуре, включая смещение миофибрилл, а также дезорганизацию и набухание митохондрий; результаты, которые были более серьезными в сердечной мышце по сравнению с скелетными мышцами. В сердечной ткани также наблюдался прогрессирующий некроз и кальцификация миокарда. [20] В отдельном исследовании это более подробно изучалось в сердечной ткани и было обнаружено, что в сердцах мышей, лишенных десмина, развивается гипертрофическая кардиомиопатия и расширение камер в сочетании с систолической дисфункцией. [21] Во взрослых мышцах десмин образует каркас вокруг Z-диска саркомера и соединяет Z-диск с субсарколеммальным цитоскелетом. [22] Он связывает миофибриллы латерально, соединяя Z-диски. [12] Благодаря своей связи с саркомером десмин соединяет сократительный аппарат с ядром клетки , митохондриями и постсинаптическими областями моторных концевых пластинок. [12] Эти соединения поддерживают структурную и механическую целостность клетки во время сокращения, а также помогают передавать силу и выдерживать продольную нагрузку. [22] [23]
При сердечной недостаточности у человека экспрессия десмина повышается, что, как предполагается, является защитным механизмом в попытке поддерживать нормальное расположение саркомеров в условиях патогенеза заболевания. [24] Есть некоторые свидетельства того, что десмин может также соединять саркомер с внеклеточным матриксом (ECM) через десмосомы , которые могут играть важную роль в передаче сигналов между ECM и саркомером, которые могут регулировать сокращение и движение мышц. [23] Наконец, десмин может играть важную роль в функционировании митохондрий . Когда десмин не функционирует должным образом, происходит неправильное распределение, количество, морфология и функции митохондрий. [25] [26] Поскольку десмин связывает митохондрии с саркомером, он может передавать информацию о сокращениях и потребности в энергии и посредством этого регулировать частоту аэробного дыхания мышечной клетки.
Клиническое значение
[ редактировать ]Десмин-ассоциированная миофибриллярная миопатия (DRM или десминопатия) представляет собой подгруппу заболеваний миофибриллярной миопатии. [27] и является результатом мутации гена, кодирующего десмин, который, изменяя структуру белка [28] не дает ему образовывать белковые нити , а, скорее, образует агрегаты десмина и других белков по всей клетке. [8] [12] Мутации десмина ( DES ) связаны с рестриктивными, [29] расширенный, [30] [31] идиопатический, [32] [33] аритмогенный [34] [35] [36] [37] и некомпактная кардиомиопатия. [38] [39] N-концевая часть субдомена десмина 1А представляет собой генетическую «горячую точку» для мутаций, влияющих на сборку филаментов. [40] Некоторые из этих мутаций DES вызывают агрегацию десмина в цитоплазме . [40] [41] [42] Мутация p.A120D была обнаружена в семье, у нескольких членов которой случилась внезапная сердечная смерть. [43] Кроме того, мутации DES часто вызывают заболевания сердечной проводимости. [44]
оценивалась Роль десмина в оценке глубины инвазии уротелиальной карциномы в образцах ТУРБТ . [45]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с GRCh38: Версия Ensembl 89: ENSG00000175084 – Ensembl , май 2017 г.
- ^ Jump up to: а б с GRCm38: выпуск Ensembl 89: ENSMUSG00000026208 – Ensembl , май 2017 г.
- ^ «Ссылка на Human PubMed:» . Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
- ^ «Ссылка на Mouse PubMed:» . Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
- ^ Муньос-Мармол А.М., Штрассер Г., Исамат М., Куломб П.А., Ян Ю, Рока Х и др. (сентябрь 1998 г.). «Дисфункциональная мутация десмина у пациента с тяжелой генерализованной миопатией» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 95 (19): 11312–11317. Бибкод : 1998PNAS...9511312M . дои : 10.1073/pnas.95.19.11312 . ПМК 21639 . ПМИД 9736733 .
- ^ Jump up to: а б Ли З.Л., Лилиенбаум А., Батлер-Браун Г., Полин Д. (май 1989 г.). «Ген, кодирующий десмин человека: полная нуклеотидная последовательность, характеристика и регуляция экспрессии во время миогенеза и развития». Джин . 78 (2): 243–254. дои : 10.1016/0378-1119(89)90227-8 . ПМИД 2673923 .
- ^ «Десмин» , Атлас человеческого белка . Proteinatlas.org. Проверено 29 июля 2013 г.
- ^ Jump up to: а б Бродель А., Гертнер-Роммель А., Милтинг Х. (август 2018 г.). «Молекулярный взгляд на кардиомиопатии, связанные с мутациями десмина (DES)» . Биофизические обзоры . 10 (4): 983–1006. дои : 10.1007/s12551-018-0429-0 . ПМК 6082305 . ПМИД 29926427 .
- ^ Секейра В., Нидженкамп Л.Л., Риган Дж.А., ван дер Вельден Дж. (февраль 2014 г.). «Физиологическая роль сердечного цитоскелета и его изменения при сердечной недостаточности» . Biochimica et Biophysical Acta (BBA) – Биомембраны . 1838 (2): 700–722. дои : 10.1016/j.bbamem.2013.07.011 . ПМИД 23860255 .
- ^ «Масс-спектрометрическая характеристика человеческого DES в COPaKB» . Архивировано из оригинала 24 сентября 2015 г. Проверено 19 марта 2015 г.
- ^ Зонг Н.К., Ли Х., Ли Х., Лам М.П., Хименес Р.К., Ким К.С. и др. (октябрь 2013 г.). «Интеграция биологии и медицины сердечного протеома с помощью специализированной базы знаний» . Исследование кровообращения . 113 (9): 1043–1053. дои : 10.1161/CIRCRESAHA.113.301151 . ПМК 4076475 . ПМИД 23965338 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я Бэр Х., Стрелков С.В., Сьёберг Г., Эби У., Херрманн Х. (ноябрь 2004 г.). «Биология десминовых нитей: как мутации влияют на их структуру, сборку и организацию?». Журнал структурной биологии . 148 (2): 137–152. дои : 10.1016/j.jsb.2004.04.003 . ПМИД 15477095 .
- ^ Jump up to: а б Ли З., Мерицкая М., Агбулут О., Батлер-Браун Г., Карлссон Л., Торнелл Л.Е. и др. (октябрь 1997 г.). «Десмин необходим для прочности и целостности миофибрилл, но не для миогенной фиксации, дифференцировки и слияния скелетных мышц» . Журнал клеточной биологии . 139 (1): 129–144. дои : 10.1083/jcb.139.1.129 . ПМК 2139820 . ПМИД 9314534 .
- ^ Мэн Дж.Дж., Борнслагер Э.А., Грин К.Дж., Штайнерт П.М., Ип В. (август 1997 г.). «Двугибридный анализ выявляет фундаментальные различия в прямых взаимодействиях между десмоплакином и промежуточными филаментами, специфичными для типа клеток» . Журнал биологической химии . 272 (34): 21495–21503. дои : 10.1074/jbc.272.34.21495 . ПМИД 9261168 .
- ^ Беннардини Ф, Вржосек А, Кьези М (август 1992 г.). «Альфа B-кристаллин в сердечной ткани. Ассоциация с нитями актина и десмина» . Исследование кровообращения . 71 (2): 288–294. дои : 10.1161/01.res.71.2.288 . ПМИД 1628387 .
- ^ Лазаридес Э., Хаббард Б.Д. (декабрь 1976 г.). «Иммунологическая характеристика субъединицы нитей 100 А из мышечных клеток» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 73 (12): 4344–4348. дои : 10.1073/pnas.73.12.4344 . ПМЦ 431448 . ПМИД 1069986 .
- ^ Изант Дж.Г., Лазаридес Э. (апрель 1977 г.). «Инвариантность и гетерогенность основных структурных и регуляторных белков мышечных клеток кур, выявленная с помощью двумерного гель-электрофореза» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 74 (4): 1450–1454. Бибкод : 1977PNAS...74.1450I . дои : 10.1073/pnas.74.4.1450 . ПМК 430794 . ПМИД 266185 .
- ^ Коста М.Л., Эскалейра Р., Катальдо А., Оливейра Ф., Мермельштейн К.С. (декабрь 2004 г.). «Десмин: молекулярные взаимодействия и предполагаемые функции белка промежуточных мышечных филаментов» . Бразильский журнал медицинских и биологических исследований . 37 (12): 1819–1830. дои : 10.1590/S0100-879X2004001200007 . ПМИД 15558188 .
- ^ Стокерт С (16 марта 1997 г.). «Дистрофин» . Каталог нормативных элементов . Пенсильванский университет. Архивировано из оригинала 8 июня 2007 г. Проверено 28 июня 2010 г.
- ^ Милнер DJ, Вейцер Дж., Тран Д., Брэдли А., Капетанаки Ю. (сентябрь 1996 г.). «Нарушение мышечной архитектуры и дегенерация миокарда у мышей, лишенных десмина» . Журнал клеточной биологии . 134 (5): 1255–1270. дои : 10.1083/jcb.134.5.1255 . ПМК 2120972 . ПМИД 8794866 .
- ^ Милнер Д.Д., Таффет Дж.Э., Ван Х, Фам Т., Тамура Т., Хартли С. и др. (ноябрь 1999 г.). «Отсутствие десмина приводит к гипертрофии кардиомиоцитов и расширению сердца с нарушением систолической функции». Журнал молекулярной и клеточной кардиологии . 31 (11): 2063–2076. дои : 10.1006/jmcc.1999.1037 . ПМИД 10591032 .
- ^ Jump up to: а б Полин Д., Ли З. (ноябрь 2004 г.). «Десмин: основной белок промежуточных филаментов, необходимый для структурной целостности и функции мышц». Экспериментальные исследования клеток . 301 (1): 1–7. doi : 10.1016/j.yexcr.2004.08.004 . ПМИД 15501438 .
- ^ Jump up to: а б Шах С.Б., Дэвис Дж., Вейследер Н., Коставассили И., МакКаллох А.Д., Ралстон Э. и др. (май 2004 г.). «Структурная и функциональная роль десмина в скелетных мышцах мышей во время пассивной деформации» . Биофизический журнал . 86 (5): 2993–3008. Бибкод : 2004BpJ....86.2993S . дои : 10.1016/S0006-3495(04)74349-0 . ПМК 1304166 . ПМИД 15111414 .
- ^ Хелинг А., Циммерманн Р., Костин С., Маено Ю., Хейн С., Дево Б. и др. (апрель 2000 г.). «Увеличенная экспрессия цитоскелетных, связывающих и внеклеточных белков при повреждении миокарда человека» . Исследование кровообращения . 86 (8): 846–853. дои : 10.1161/01.res.86.8.846 . ПМИД 10785506 .
- ^ Милнер Д.Д., Мавроидис М., Вайследер Н., Капетанаки Ю. (сентябрь 2000 г.). «Цитоскелет десмина связан с распределением митохондрий в мышцах и дыхательной функцией» . Журнал клеточной биологии . 150 (6): 1283–1298. CiteSeerX 10.1.1.273.9903 . дои : 10.1083/jcb.150.6.1283 . ПМК 2150713 . ПМИД 10995435 .
- ^ Гольдфарб Л.Г., Викарт П., Гебель Х.Х., Далакас М.С. (апрель 2004 г.). «Десминовая миопатия» . Мозг . 127 (Часть 4): 723–734. дои : 10.1093/brain/awh033 . ПМИД 14724127 .
- ^ Фична Дж.П., Марушак А., Жекановский С. (ноябрь 2018 г.). «Миофибриллярная миопатия в геномном контексте» . Журнал прикладной генетики . 59 (4): 431–439. дои : 10.1007/s13353-018-0463-4 . ПМИД 30203143 .
- ^ Фична Дж. П., Карольчак Дж., Потульска-Хромик А., Мишта П., Бердински М., Сикорска А. и др. (декабрь 2014 г.). «Две мутации гена десмина, связанные с миофибриллярными миопатиями в польских семьях» . ПЛОС ОДИН . 9 (12): e115470. Бибкод : 2014PLoSO...9k5470F . дои : 10.1371/journal.pone.0115470 . ПМК 4277352 . ПМИД 25541946 .
- ^ Бродель А., Пур Хакими С.А., Станасюк С., Ратнавадивель С., Хендиг Д., Гертнер А. и др. (ноябрь 2019 г.). «Рестриктивная кардиомиопатия вызвана новой гомозиготной мутацией десмина ( DES ) p.Y122H, приводящей к серьезному дефекту сборки филаментов» . Гены . 10 (11): 918. doi : 10.3390/genes10110918 . ПМК 6896098 . ПМИД 31718026 .
- ^ Фишер Б., Диттманн С., Бродель А., Унгер А., Столмейер Б., Пол М. и др. (апрель 2021 г.). «Функциональная характеристика новых патогенных вариантов десмина с альфа-спиральным стержневым доменом (DES), связанных с дилатационной кардиомиопатией, атриовентрикулярной блокадой и риском внезапной сердечной смерти». Международный журнал кардиологии . 329 : 167–174. doi : 10.1016/j.ijcard.2020.12.050 . ПМИД 33373648 . S2CID 229719883 .
- ^ Бродель А., Дидинг М., Бьер Н., Унгер А., Клауке Б., Уолхорн В. и др. (февраль 2016 г.). «Функциональная характеристика новой мутации DES p.L136P, связанной с дилатационной кардиомиопатией, выявляет доминантный дефект сборки филаментов». Журнал молекулярной и клеточной кардиологии . 91 : 207–214. дои : 10.1016/j.yjmcc.2015.12.015 . ПМИД 26724190 .
- ^ Ли Д., Тапскофт Т., Гонсалес О., Берч П.Е., Киньонес М.А., Зогби В.А. и др. (август 1999 г.). «Мутация десмина, ответственная за идиопатическую дилатационную кардиомиопатию» . Тираж . 100 (5): 461–464. дои : 10.1161/01.cir.100.5.461 . ПМИД 10430757 .
- ^ Гольдфарб Л.Г., Парк К.Ю., Червенакова Л., Горохова С., Ли Х.С., Васконселос О. и др. (август 1998 г.). «Миссенс-мутации десмина, связанные с семейной сердечной и скелетной миопатией». Природная генетика . 19 (4): 402–403. дои : 10.1038/1300 . ПМИД 9697706 . S2CID 23313873 .
- ^ Протонотарий А., Бродель А., Асимаки А., Джагер Дж., Куинн Е., Станасюк С. и др. (июнь 2021 г.). «Новый вариант десмина p.Leu115Ile связан с уникальной формой бивентрикулярной аритмогенной кардиомиопатии» . Канадский журнал кардиологии . 37 (6): 857–866. doi : 10.1016/j.cjca.2020.11.017 . ПМИД 33290826 . S2CID 228078648 .
- ^ Бермудес-Хименес Ф.Дж., Карриэль В., Бродель А., Аламинос М., Кампос А., Ширмер И. и др. (апрель 2018 г.). «Новая мутация десмина p.Glu401Asp нарушает формирование филаментов, нарушает целостность клеточных мембран и вызывает тяжелую аритмогенную кардиомиопатию / дисплазию левого желудочка» . Тираж . 137 (15): 1595–1610. doi : 10.1161/CIRCULATIONAHA.117.028719 . hdl : 10481/89514 . ПМИД 29212896 . S2CID 4715358 .
- ^ Клауке Б., Коссманн С., Гертнер А., Бранд К., Сторк И., Бродель А. и др. (декабрь 2010 г.). «Мутация десмина N116S de novo связана с аритмогенной кардиомиопатией правого желудочка» . Молекулярная генетика человека . 19 (23): 4595–4607. дои : 10.1093/hmg/ddq387 . ПМИД 20829228 .
- ^ Лоренцон А., Беффанья Г., Баусе Б., Де Бортоли М., Ли Мура И.Е., Калор М. и др. (февраль 2013 г.). «Мутации десмина и аритмогенная кардиомиопатия правого желудочка» . Американский журнал кардиологии . 111 (3): 400–405. дои : 10.1016/j.amjcard.2012.10.017 . ПМЦ 3554957 . ПМИД 23168288 .
- ^ Куликова О, Бродель А, Киселева А, Мясников Р, Мешков А, Станасюк С и др. (январь 2021 г.). «Мутация десмина ( DES ) p.A337P связана с некомпактной кардиомиопатией левого желудочка» . Гены . 12 (1): 121. doi : 10.3390/genes12010121 . ПМЦ 7835827 . ПМИД 33478057 .
- ^ Марахонов А.В., Бродель А., Мясников Р.П., Спарбер П.А., Киселева А.В., Куликова О.В. и др. (июнь 2019 г.). «Некомпактная кардиомиопатия вызвана новой мутацией делеции десмина (DES) в пределах сегмента спирально-спиральных стержней 1А, что приводит к серьезному дефекту сборки филаментов» . Человеческая мутация . 40 (6): 734–741. дои : 10.1002/humu.23747 . ПМИД 30908796 . S2CID 85515283 .
- ^ Jump up to: а б Борчерс А., Пилер Т. (ноябрь 2010 г.). «Программирование плюрипотентных клеток-предшественников, полученных из эмбрионов Xenopus, для создания специфических тканей и органов» . Гены . 1 (3): 413–426. дои : 10.3390/cells11233906 . ПМЦ 9738904 . ПМИД 36497166 .
- ^ Бродель А., Хедде П.Н., Дидинг М., Фатима А., Уолхорн В., Гайда С. и др. (май 2012 г.). «Двухцветная фотоактивационная локализационная микроскопия мутантов десмина, связанных с кардиомиопатией» . Журнал биологической химии . 287 (19): 16047–16057. дои : 10.1074/jbc.M111.313841 . ПМК 3346104 . ПМИД 22403400 .
- ^ Бродель А., Эббингауз Х., Гертнер-Роммель А., Станасюк С., Клауке Б., Милтинг Х. (май 2019 г.). «Функциональный анализ DES-p.L398P и RBM20-p.R636C» . Генетика в медицине . 21 (5): 1246–1247. дои : 10.1038/s41436-018-0291-2 . ПМИД 30262925 . S2CID 52877855 .
- ^ Бродель А., Дидинг М., Клауке Б., Дек Э., Мадаан С., Хуанг Т. и др. (декабрь 2013 г.). «Новый мутант десмина p.A120D нарушает формирование филаментов, предотвращает интеркалированную локализацию диска и вызывает внезапную сердечную смерть» . Кровообращение: сердечно-сосудистая генетика . 6 (6): 615–623. doi : 10.1161/CIRCGENETICS.113.000103 . ПМИД 24200904 .
- ^ Ширмер И., Дидинг М., Клауке Б., Бродель А., Гертнер-Роммель А., Уолхорн В. и др. (март 2018 г.). «Новая мутация indel десмина (DES) вызывает тяжелую атипичную кардиомиопатию в сочетании с атриовентрикулярной блокадой и скелетной миопатией» . Молекулярная генетика и геномная медицина . 6 (2): 288–293. дои : 10.1002/mgg3.358 . ПМК 5902401 . ПМИД 29274115 .
- ^ Саха К., Саха А., Датта С., Чаттерджи У., Рэй С., Бера М. (2014). «Играет ли иммуногистохимия десмина роль в оценке стадии уротелиальной карциномы при трансуретральной резекции образцов опухоли мочевого пузыря?» . Журнал клинических исследований рака . 3 (6): 502. дои : 10.4103/2278-0513.142634 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Запись GeneReviews/NIH/NCBI/UW о миофибриллярной миопатии
- Десмин в Национальной медицинской библиотеке США по медицинским предметным рубрикам (MeSH)
- База данных мутаций LOVD : DES